Φεβρουάριος 2013 Μαρία Βασιλοπούλου

Παρουσίαση με θέμα: "Φεβρουάριος 2013 Μαρία Βασιλοπούλου"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Φεβρουάριος 2013 Μαρία Βασιλοπούλου mariavasilop@yahoo.gr
Διδακτική και επιστημολογική προσέγγιση των εννοιών : χρωμόσωμα ,DNA,γονίδιο Φεβρουάριος 2013 Μαρία Βασιλοπούλου

2 Επιστημολογικά.. Η Επιστήμη ως ιστορικό και κοινωνικό γεγονός
Τι συνεπάγεται αυτό στην αλλαγή των εννοιών που διδάσκουμε; Οι έννοιες είναι παντοτινές; Τι νόημα έχει η διδασκαλία ενός δόγματος;

3 Πρακτικά Η σημερινή βιοτεχνολογία δεν θα ήταν δυνατή, αν θεωρία και πείραμα

4 Χρωμοσώματα: υπερδομές ανώτερης τάξης
Μιλάμε στο επίπεδο μιας υπερμοριακής δομής από πρωτεϊνες και νουκλεϊνικά οξέα, Ποιοτική έννοια που ποσοτικά αλλάζει στις φάσεις του κυτταρικού κύκλου: Μεσόφαση: ινίδια χρωματίνης που περιέχουν ένα μόριο DNA που στη συνέχεια διπλασιάζεται (δύο αδελφές χρωματίδες) Μετάφαση : τότε είναι ορατό με ειδική χρώση και στο οπτικό μικροσκόπιο και τότε μπορούμε να το δούμε στον καρυότυπο με τη μορφή του γνωστού χ. Η χρήση ειδικών χρωστικών (π.χ.Giemsa) επιτρέπει τη δημιουργία ζώνωσης (banding) και τη μορφολογική διάκριση των χρωμοσωμάτων μέσω φωτονικής μικροσκοπίας φθορισμού

5

6 Απεικόνιση χρωμοσωμάτων
Στο οπτικό μικροσκόπιο και με το φακό 40χ αλλά καλύτερα με τον 100χ και κεδρέλαιο Σε ηλεκτρονιογραφία υψηλής τάσεως Σε ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης Σε ηλεκτρονιογραφία κυκλικής σκίασης χρωματίνης φαίνονται τα νουκλεοσώματα ως «χάντρες κομπολογιού» (αυτές είναι μερικές τεχνικές…)

7

8 Μερικά ποσοτικά στοιχεία για το ανθρώπινο γονιδίωμα
Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει 3.164,7 εκατομμύρια βάσεις Μόνο 5% αποτελεί ακολουθίες γονιδίων Ο συνολικός αριθμός γονιδίων υπολογίζεται σε περίπου Κατά μέσο όρο το γονίδιο έχει βάσεις, αλλά ποικίλει με το μεγαλύτερο να έχει 2,4 εκατομμύρια Σχεδόν το 99,9% των βάσεων είναι ίδιες σε όλους τους ανθρώπους Το 1ο χρωμόσωμα έχει γονίδια και το Υ 321

9 Πόσο μεγάλα; Η διπλή έλικα του DNA έχει πάχος 2 nm
Πακετάρισμα σε διαφορετικά επίπεδα ιεραρχικής οργάνωσης.

10 Από το DNA στο χρωμόσωμα

11

12 πείραμα απομόνωσης του DNA: τα πώς και γιατί
Μιλάμε σε μοριακό επίπεδο. Έχουμε καταλήξει στο μοντέλο διπλής έλικας που μας ερμηνεύει παρατηρήσεις και επιλύει ικανοποιητικά τα προβλήματα. Είναι μοντέλο, άρα δεν το βλέπουμε! Θα δούμε πολλά μόρια όχι ένα, το DNA είναι ένα μόριο.

13 Βασικές διαδικασίες απομόνωσης:
Που βρίσκεται το DNA; Στα ευκαρυωτικά κύτταρα μέσα στον πυρήνα, μέσα στα χρωμοσώματα. Τι πρέπει να περάσω για να το φτάσω; Βασικές διαδικασίες απομόνωσης: Ομογενοποίηση/ λύση κυττάρων Αποπρωτεϊνοποίηση Κλασμάτωση (καθίζηση/κατακρήμνιση)

14

15 Το DNA μπορεί Να αντιγραφεί (με ημισυντηρητικό αυτοδιπλασιασμό). Έτσι από ένα μόριο προκύπτουν 2 πανομοιότυπα μόρια. Μετά ακολουθεί κυτταρική διαίρεση*. Μπορεί να μεταγραφεί. Από ένα μόριο προκύπτουν μονόκλωνα μόρια m RNA . Στη συνέχεια ακολουθεί μετάφραση , δηλαδή σύνθεση πρωτεϊνών. Το πέρασμα από τη γλώσσα των ν. οξέων σε αυτήν των πρωτεϊνών γίνεται με τον γενετικό κώδικα. ΄Ολες αυτές οι διαδικασίες απαιτούν πρωτείνες

16 Γονίδια Είναι μια έννοια όχι μια οντότητα, αν και έχει υλική υπόσταση
Είναι μια λειτουργική μονάδα Είναι μια έννοια που η σημασία της έχει κατά πολύ διαφοροποιηθεί. Αυτή η σημασία εξαρτάται από το ισχύον βιολογικό παράδειγμα Είναι άλλο η γενετική πληροφορία, άλλο το γενετικό πρόγραμμα και άλλο το βιολογικό νόημα

17 Η αλλαγή παραδείγματος πολύ συνοπτικά (πηγή Henri Atlan,2003)
Α Γενετική DNA RNA ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ/ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Β Επιγένεση DNA RNA ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΕΠΙΓΕΝΕΤΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ

18 Πηγή: Λάκκα Λ. 1999

19 Τι αλλάζει λοιπόν; Τα γονίδια παύουν να είναι σταθερές αμετάβλητες οντότητες, ακόμα και η έννοια εσωνίων και εξωνίων δεν είναι σταθερή (Evelyn Fox Keller, 2004) η έννοια του ασυνεχούς γονιδίου, των επικαλυπτόμενων γονιδίων , των επιγενετικών φαινομένων, του πλεονασμού και της πλειοτροπίας, των prions Μας μετατοπίζουν από το κεντρικό δόγμα μονόδρομης ροής της γενετικής πληροφορίας στη Βιολογία συστημάτων (system Biology)

20

21

22

23 «Πίσω λοιπόν από τη γλωσσική μεταφορά του προγράμματος, προβάλλει η ¨ουσία της ζωής¨, μεταμορφωμένη σε ένα απαράβατο ιερό και κληρονομικό άσυλο . Το γονιδίωμα λοιπόν καθίσταται ένα φετίχ , ένας παράγοντας φόβου και μαγείας και όπως όλα τα φετίχ, έχει και αυτό μετατραπεί σε ένα προσοδοφόρο και καθόλου αμελητέο απόθεμα που εκμεταλλεύεται με επιδεξιότητα αυτούς τους φόβους και αυτή τη μαγεία. Εν ολίγοις όπως συμβαίνει πάντα γύρω από τα φετίχ οι έμποροι του ναού δεν βρίσκονται μακριά.» Henri Atlan, Το τέλος της παντοκρατορίας των γονιδίων. Leader Books.

24 Μερικά συμπεράσματα: Διδάσκουμε μια ζωντανή εξελισσόμενη Επιστήμη Τα πράγματα είναι πιο πολύπλοκα από ότι αρχικά όλοι και ακόμα πολλοί πιστεύουν Είναι ανάγκη να μετατοπιστεί το ενδιαφέρον σε επίπεδα οργάνωσης ανώτερα από αυτά του γονιδίου και του μορίου Είναι άλλο η γενετική πληροφορία και άλλο το βιολογικό νόημα Στροφή της Βιοεπιστημονικής έρευνας προς την ολοκλήρωση και τη συμπεριφορά πολύπλοκων συστημάτων

25 Διδακτική αξιοποίηση Το μοντέλο του DNA ως θέμα ιστορίας της Επιστήμης και αποτέλεσμα διεπιστημονικής συνεργασίας Φυσικής- Χημείας –Βιολογίας. Το πείραμα της απομόνωσης DNA ως ανοιχτό πρόβλημα , με τις κατάλληλες ερωτήσεις και τροποποίηση των συνθηκών του πειράματος.

26 Βιβλιογραφία και πηγές εικόνων
Μαργαρίτης κ.ά. (2004) Βιολογία κυττάρου. Ιατρικές εκδόσεις Λίτσας Henri Atlan (2003) Το τέλος της παντοκρατορίας των γονιδίων; Εκδόσεις Leader Books Evelyn Fox Keller (2004) Ο αιώνας του Γονιδίου. Εκδόσεις Τραυλός Λάκκα Λαοκρατία (1999) Ιστορική και επιστημολογική ανάλυση του διττού ρόλου των ανακαλύψεων στην έρευνα της βιοτεχνολογίας και στη διδακτικη των εννοιών της. Μια μελέτη βασισμένη στις δυσκολίες της διδασκαλίας της βιοτεχνολογίας στα Ενιαία Πολυκλαδικά Λύκεια. ΑΠΘ British Council: DNA and after 50 years of UK excellence

27 Σας ευχαριστώ και περιμένω τα σχόλια
και τις ερωτήσεις σας τώρα ή αργότερα!